KR100394519B1 - 고성능해수분리기 - Google Patents

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케빈 엔. 레인니
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피어리스 매뉴팩쳐링 캄파니
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Abstract

고성능 해수 분리기(30)는 관성 베인 분리기(32)에 의해 형성된 제 1 스테이지와, 유착기 스테이지(36)에 의해 형성된 제 2 스테이지와 관성 베인 분리기(36)에 의해 형성된 제 3 스테이지가 배치되어 사용된다. 유착기 스테이지(36)는 공기 유동 방향에 대해 수직으로부터 경사져 있어, 공기 유동의 표면 면적을 증가고 유착기부로부터 물의 방출 속도를 증가하고 제 2 관성 베인 분리기의 상부근처에서 보다 높은 속도로 제 2 관성 베인 분리기에 개선된 공기 유동 분포를 제공한다. 관성 베인 분리기(32, 34)는 공기 유동의 방해를 감소하기 위한 세정 캐비티를 가지고 파장에서 7.62센티미터(3인치)보다 크고 2.54센티미터(1인치) 이상으로 이격된 베인들을 포함한다. 해수 분리기는 초당 약 1524센티미터(50 표준 피트)의 유속을 유지할 수 있다.

Description

고성능 해수 분리기
연소용 보드 선박(board ship) 상의 동력장치에 제공된 공기에서 습기 및 다른 오염물을 소거한다면, 동력장치의 수명과 신뢰성은 강화될 것이다. 이것은 가솔린과 디젤엔진, 특히 가스 터빈 엔진에서 중요하다. 과거에는 습기 및 오염물은 습기 분리기에 의해 제거되어 왔으며, 그와 같은 습기 분리기들 중 하나는 관성 베인 분리기(inertial vane separator)를 포함하며, 관성 베인 분리기 다음에는 습기 유착기가, 그리고 습기 유착기 다음에는 제 2 관성 베인 분리기가 놓여있다.
관성 베인 분리기는, 습기가 관성 작용에 의해 분리되고 처리를 위해 분리기의 베인 아래로 유동하도록, 공기의 방향을 빠르게 바꿈으로써 공기로부터 강력하게 습기를 분리하도록 공기 유동용 비틀림 통로를 제공하는 기능을 한다. 유착기는 관성에 의해 분리가 어려운 소형 방울을 유착하는 작용을 하는 섬유질 재료로서 다공성 매트로 형성된다. 이들 유착기는 일반적으로 섬유질이고, 전형적으로 직경이 0.0254와 0.00254센티미터(0.010 과 0.001인치) 사이인 미세한 실로 제조된 직조 또는 비직조 재료를 사용한다. 제 2 관성 베인 분리기는 관성 작용에 의해 유착기방울을 분리하는 작용을 하며, 유착 방울이 일반적으로 50 미크론 보다 크기 때문에, 유착을 쉽게 성취할 수 있다.
본 출원의 양수인인, 미국, 텍사스주, 달라스 소재의 피어리스 매뉴팩쳐링 캄파니에 의해 공급되는 것과 같은 종래의 해수 습기 분리기의 설계는 공기의 속도를 초당 약 152 내지 914 표준 센티미터(약 5 내지 30 표준 피트(sfps))의 범위로 제안해 왔다. 초과 압력 손실, 방울 파손과 물방울의 계속적인 재적층(reentrainment)에 의해서 보다 높은 속도는 실현되지 못하고 있다. 그와 같은 제한 때문에, 습기 분리기는 동력장치 작업에 충분한 공기 유동을 제공하기 위해서는 아주 대형의 구조물이 되어야 한다. 따라서, 상술한 것보다 가능한 고속의 공기 유동으로부터 습기와 오염물을 분리할 수 있는 강화된 습기 분리기 시스템이 필요하다. 그와 같은 시스템은 분리기 형상의 크기가 감소되고, 성능이 보다 개량된 해양 동력장치를 사용할 수 있게 한다. 그러므로, 본 발명은 보다 효과적으로 물을 제거하는 장점을 제공하고, 보다 높은 속도를 사용할 수 있게 하고, 보다 경량의 분리기의 사용을 허용한다.
본 발명은 해양 동력장치(marine power plant)에 제공된 기류로부터 습기 및 다른 오염물을 분리하기 위한 분리기에 관한 것이다.
본 발명의 장점을 보다 완전히 이해하기 위해서, 참조로 첨부 도면과 관련하여 아래에 설명하고자 한다.
도 1 은 해수 시스템에 사용된 종래의 베인 분리기의 수평 단면도.
도 2 는 해수 환경에 사용된 종래의 베인 분리기의 수평 단면도.
도 3은 본 발명에 사용된 관성 베인 분리기의 수평 단면도.
도 4는 설계에 사용된 유착기의 수평 단면도.
도 5 는 유착기와 제 1 및 제 2 관성 베인 분리기의 정렬을 도시한 수직 단면도.
도 6 은 제 2 관성 베인 분리기에 대한 공기 유동 분포를 설명하는 수직 단면도.
도 7은 역 경사진 유착기를 도시하는 변경 관성 베인 분리기의 측면도.
도 8 은 변경 유착기를 도시하는 제 2 변경 관성 베인 분리기의 측면도.
본 발명의 한 특징에 따른 고성능 해수 분리기는 유동 방향으로 유동하는 공기로부터 습기를 분리하기 위해 제공된다. 해수 분리기는 공기 유동 방향에 대해서 경사져 있는 유착기 스테이지를 포함한다. 적합하게는, 상기 경사각은 공기 유동이 수평일 때 수직에 대해 약 10°이상 약 44°이하가 된다. 본 발명의 다른 특징에 따라서, 유착기 스테이지는 중간에 섬유 재료가 삽입되는 한 쌍의 주름형 스크린을포함한다. 섬유 재료는 적합하게 0.00254센티미터(0.001인치)보다 작은 직경을 가진다.
본 발명의 다른 특징에 따른 해수 분리기는 유착기 스테이지의 상류에 관성 베인 분리기를 포함한다. 제 2 관성 베인 분리기는 유착기 스테이지의 하류에 제공될 수 있다. 경사진 유착기 스테이지의 사용은 공기 속도와 압력 손실을 감소하는 보다 큰 표면적을 공기 유동에 제공한다. 더욱이, 경사진 유착기 스테이지는 유착기의 면에서의 하류 공기 유동의 전단 응력 때문에, 유착기 상에 수집된 물의 배출 속도를 증가시킨다. 더욱이, 유착기 스테이지는 제 2 관성 베인 분리기의 상부 근방의 공기 유동 속도가 하부 근방의 속도보다 클 때, 제 2 관성 베인 분리기 내에서 공기 유동 분포를 개선한다. 이것은 제 2 관성 베인 분리기 내에 수집된 습기의 배출 속도를 보다 빠르게 허용한다.
본 발명의 다른 특징에서, 해수 분리기는 공기 유동 방향으로 유동하는 공기로부터 습기를 분리하기 위해 제공된다. 해수 분리기는 제 1 관성 베인 분리기와, 제 1 관성 베인 분리기의 하류에 위치한 유착기 및 상기 유착기의 하류에 위치한 제 2 관성 베인 분리기를 포함한다. 각각의 관성 베인 분리기는 선단 에지로부터 후단 에지까지 공기 유동 방향에 대해서 예정된 각도로 연장하는 제 1 부재를 포함한다. 제 1 부재는 상류에 형성된 상류 캐비티와 하류에 형성된 하류 캐비티를 포함한다. 제 2 부재는 제 1 부재의 후단 에지로부터 공기 유동 방향에 대해서 제 2 예정된 각도로 연장한다. 제 2 부재는 상류에 형성된 상류 캐비티와 하류에 형성된 하류 캐비티를 포함한다. 제 1 부재의 제 1 측면은 공기 유동 방향과 수직으로 형성된 제 1 및 제 2 종방향 슬롯을 가진다. 각각의 슬롯은 캐비티들 중 하나로 개방된다. 제 2 부재의 제 2 측면은 공기 유동 방향과 수직으로 연장하는 제 1 및 제 2 슬롯을 가진다. 각각의 슬롯은 제 2 부재의 캐비티들 중 하나로 개방된다.
본 발명의 다른 특징에 따라서, 유착기 스테이지는 공기 유동 방향에 대해 경사져 있다.
도면에 있어서 동일 도면 부호는 동일 부품을 나타낸다. 도 1과 도 2는 관성베인 분리기(12)와, 습기 유착기(14) 및 제 2 관성 베인 분리기(16)로 형성된 제 1 스테이지를 갖는 종래의 해수 습기 분리기(10)를 도시한다. 이와 같은 형태의 베인 분리기는 미국, 텍사스주, 달라스 소재의 피어리스 매뉴팩쳐링 캄파니에 의해 각각 P35 베인 및 P25 베인이란 이름으로 시판된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 베인 분리기(12, 16)는 전형적으로 2.54센티미터(1 인치)보다 작은 개별 베인(18)과 7.62센티미터(3 인치)보다 작은 파장 사이에 공간(spacing)을 가진다. 또한 상기 분리기는 어느 정도 공기의 유동을 방해하는 포켓(20)을 가지며, 포켓의 통과시 공기를 수축 팽창시킨다.
습기 유착기(14)는 일반적으로 직물이고 0.0254센티미터(0.010인치) 내지 0.00254센티미터(0.001인치)의 범위의 직경을 갖는 미세한 실로 된 직조 또는 비직조 재료를 가진다. 이와 같은 형태의 습기 분리기는 초당 약 152내지 914 표준 센티미터(5 내지 30 표준 피트) 범위의 표면 또는 면 공기 속도를 제한한다. 초과 압력 손실과, 이들 속도에서 부적절한 바닷물 처리 능력, 및 방울 분쇄와 분쇄된 염수 방울의 연속 재적층으로 인해, 보다 높은 속도가 적용되지 못한다.
도 3 내지 도 6에는 개선된 습기 분리기(30)가 도시되어 있다. 개선된 습기 분리기(30)의 작동 면 속도(face velocity)는 초당 약 304 내지 1524 표준 센티미터(10 내지 50 표준 피트)범위이고, 이것은 종래 설계보다도 훨씬 높은 공기 처리 성능을 나타낸다. 이와 같은 작동 속도하에서, 습기 분리기(30)는 적절한 액체 배출 성능과 수용 가능한 압력 강하를 나타낼 수 있다.
도 3을 참조하면, 개선된 습기 분리기(30)는 제 1 상류 관성 베인분리기(32)와 거의 동일한 하류의 제 2 관성 베인 분리기(34)를 포함한다. 베인은 1992년 4월 14일자의 미국 특허 제 5,104,431호의 설명에 따른 구조를 갖는다. 상기 특허는 본원에 참조로 사용된다. 특히, 관성 베인 분리기(32, 34)는 현존하는 것에 비해서 상당히 고성능 베인인 복수의 베인(12)을 포함하므로, 주어진 성능의 요구 조건에 대해서 보다 콤팩트하게 분리기를 만들 수 있다.
상기 베인들은 알루미늄 압출로 형성되고, 일련의 박스형 부재(16, 18)를 제공하며, 일반적으로 공기 유동 방향에 따라 그에 대해 예정된 각으로 연장한다. 각각의 부재는 중공형이고 적어도 베인의 전체 높이로 연장하는 두 개의 캐비티, 즉, 상류 캐비티(20)와 하류 캐비티(22)를 형성한다. 종방향 상류 개구 또는 슬롯(24)은 부재의 제 1 측면을 통해 상류 캐비티로 연장한다. 마찬가지로 슬롯(28)은 하류 캐비티로 개방된다.
제 1 측면과 반대 방향 위에서, 부재의 제 2 측면(30)은 유사한 캐비티들 안으로 개방되는 유사한 슬롯들을 포함한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 습기가 함유된 공기가 화살표 방향으로 유동할 때, 약간의 공기는 부재의 캐비티들 안으로 들어가고, 그 결과 상기 뒤얽힌 여러 방향의 공기 유동은 더욱 농밀한 습기를 분리하며, 분리된 습기를 캐비티들을 따라 분리기의 하부로 배출한다. 마찬가지로, 제 1 부재를 통과하는 공기 유동은 인접한 베인의 부재 내의 유사한 슬롯과 부딪치며, 따라서 습기가 분리된 공기의 유동을 더욱더 교란시킨다.
각각의 캐비티는 일반적으로 공기 유동 방향과 수직인 횡방향 두께 또는 깊이(D)를 갖는 것을 알 수 있다. 적합하게도, 상기 직경(D)은 베인 파장(W1)의 1/45보다 작고 베인의 피크 대 피크 진폭(A)의 1/14보다 작지만 여전히 베인 단면적의 50%보다 큰 양의 배출 공간을 제공한다. 그러나, 상기 치수(D)는 캐비티를 따라 분리된 유체를 배출하기 위한 표면 장력 문제를 발생하지 않도록 너무 적게 되어서는 안된다.
배출 공간은 높이(H)로 나누어진 각각의 캐비티 볼륨을 말한다. 상기 볼륨은 일반적으로 공기 유동 방향과 평행하게 놓이는 각각의 캐비티의 길이(S), 및 상기 베인의 깊이(D)와 높이(H)에 의해 형성된다. 베인 단면적은 베인의 두께(DV) 곱하기 베인의 폭(W1)이다. 베인들은 양호하게는 파장이 7.62센티미터(3인치)보다 크고, 2.54센티미터(1인치) 이상 이격되어 있다. 적합하게도, 도 3에 도시된 바와 같이, 베인당 두 개의 부재(배플) 또는 하나의 파장만이 이용된다.
이들의 관계는 분리된 유체가 재적층되는 일 없이 베인을 통과하는 공기 유동 속도를 증가시키며, 따라서 종래 공지된 설계보다 베인의 성능을 증가시킨다. 이와 같은 구조로, 베인은 33%이하로 베인을 통과하도록 필요한 유동량을 감축하면서, 직경이 10 미크론 정도로 방울을 분리해서 95% 효율을 가지도록 적절한 비틀림을 유지한다.
제 1 관성 베인 분리기를 통과한 후, 공기 유동은 유착기 스테이지(36)를 통과한다. 유착기 스테이지는 제 1 주름형 스크린(38)과, 제 2 주름형 스크린(40), 및 두 개의 스크린(38, 40) 사이에 삽입되는 섬유 재료(42)를 포함한다. 주름형 스크린은 섬유 재료에 주름을 잡아 압력 손실을 최소화 한다. 스크린은 평평하게 만들 수 있지만, 평평한 스크린은 대부분 보다 큰 압력 강하를 가져오기 때문에 보다 적합하지 못하다.
본 발명의 중요한 장점은 도 6에 도시한 바와 같이, 공기 유동 방향에 대해서 유착기 스테이지(36)가 경사져 있다는 사실이다. 특히, 유착기 스테이지의 하단부는 상단부보다 더 하류에 위치한다. 경사진 유착기는 공기 유동을 위한 더 넓은 표면적을 제공함으로써, 유착기를 통과하는 공기 속도와 압력 손실이 감소하고, 유착기 표면에서의 하향 공기 유동 전단에 의해 물의 배출 속도가 증가하고, 해수의 재적층 속도가 감소한다. 유착기는 적합하게도 공기 유동이 수평일 때 수직에 대해 10°이상 45°이하 각으로 경사져 있다. 적합하게도, 경사각은 약 25°이상 35°이하가 양호하다.
유착기는 적합하게 0.00254센티미터(0.001인치) 이하의 직경을 갖는 임의 방위 섬유를 갖는 섬유 재료를 이용하여 제작된다. 적합한 섬유 재료는 비직조 폴리에스테르이다. 섬유 재료로서 사용하는 다른 적합한 재료는 흰 섬유 재료(white fibrous material)를 포함한다. 섬유 재료의 일부는, 크기와 형상을 고려한 후 섬유의 대부분, 즉 50% 이상이나 혹은 섬유의 유효량이 0.00254센티미터(0.001인치) 이하의 직경을 가지는 한, 0.00254센티미터(0.001인치) 이상의 직경을 가져야 한다. 주름형 스크린(38, 40)은 적합하게 알루미늄 또는 스테인레스강으로 형성된다.
유착기는 적합하게는 중간 기류(midstream)에서 측정된 바와 같이 유착기를 통과해서 발생한 압력 강하가 10.16센티미터(4.0인치)의 물보다 작도록 구성되어있다. 압력 강하는 유착기 섬유 재료의 두께와 밀도와 공기 유동에 대한 유착기 스테이지의 각도에 의해 주로 영향을 받는다. 또한 섬유 재료를 지지하는 스크린 형상은 압력 강하에 영향을 준다. 유착기는 소정의 방법으로 구성될 수 있다. 선택된 구조 뿐만 아니라 경사각도 압력 강하에 영향을 준다.
일반적으로, 수평의 공기 유동에 대해 수직으로부터 25°이상 35°이하의 경사각을 가질 때, 물은 양호하게 제거되고 물의 유동은 유착기의 하단부로 유도되는 것을 알 수 있다. 유착기의 구조와 그의 방위 설정에 따라서, 약 10.16센티미터(4인치)의 물보다 작은 압력 강하를 얻을 수 있다. 그러므로, 유착기는 유착기가 방위 설정될 때 물을 양호하게 제거하는 특성을 제공하고 초과의 압력 강하를 하지않도록 구조되어야 한다. 상기 유착기는, 두 개의 주름형 스크린 사이에 압축될 때, 0.0016센티미터(0.00063인치)의 평균 직경을 갖는 폴리에스테르로된 비직조 섬유를 포함하는 약 0.9525센티미터(3/8인치) 내지 3.175센티미터(1/8인치)의 두께를 갖는 섬유 매트 재료로 제조되고, 30°로 위치 설정할 때 양호한 작동 특정을 제공한다.
압력 강하와 특정 유착기 구조에 대한 0°내지 45°범위의 각에 대한 경사각과의 상호 관계는 다음 식으로 결정할 수 있다.
여기서,
△P = 압력 강하
θ = 유동의 종방향 축으로부터 측정된 유착기 각
K1,K2= 상수
Q = 가스 유속
h = 도관 높이
W = 도관 폭
상기 식은 전방으로 경사질 때 유착기의 길이의 증가를 기초로 한 것이다. 상술한 방정식 K값은 다음의 진행에 의해 경험적으로 결정될 수 있다.
유착기 유닛이 완전히 건조된 것을 확인하고 대기압을 취한다. 유착기의 치수와 면을 구한다. 유착기의 공기 유동 상류와 하류의 중간에 나노미터를 제공한다. 공기 유동이 제로인 제로의 인치 수기둥(inch water column)을 판독하도록 나노미터 액체 레벨을 조정한다. 도관형상에서의 분리 간격(separation internal)을 테스트하기 위해서, 상기 압력 강하는 테스트 유닛의 상류와 하류의 트레일-테일형 정압 탐침(trail-tail type static pressure probes)을 사용해서 확인한다. 상류 탐침은 도관 중심에서 테스트 유닛의 전면의 30 내지 91센티미터(1과 3피트) 사이에 위치되고, 하류 탐침도 또한 도관 중심에서 테스트 유닛 하류의 30 내지 91센티미터(1 과 3 피트) 사이에 위치되어 있다. 다음에, 공기 유동은 소정의 분명한 표준 면 속도를 얻도록 규제된다. 압력 강하를 판독하기 전 나노미터 액체 레벨을 평행하게 한다. 눈금, 환형 도관 압력, 유동 온도 및 압력 강하 판독을 기록한다. 다른 표준 면 속도로 테스트를 반복하고 압력 강하가 유속의 8 내지 10으로 기록될 때 까지 계속 테스트한다. 얻어진 데이터로부터, 압력 강하 대 유속 곡선을 그릴수 있다. 노즐과 베인 분리기 유닛에서와 같이 완전한 난류 유동을 얻기 위해서, 압력 강하 대 속도 그래프는 로그-로그 페이퍼(log-log paper) 상에서 그릴 때 직선으로 해야한다. 저항 계수(K-요소)는 다음 방정식으로부터 계산될 수 있다.
ρ = 공기 표준 밀도 = 0.0763(lbm/ft3)
v = 표준 공기 속도(ft/sec)
0.1922 = 전환 요소(PSF -> 인치 수기둥)
gc= 중력 상수 =
△P = 측정된 압력 강하(인치 수기둥)
DP = 동적 압력(인치 수기둥)
K = K-요소 저항 계수(동적 헤드)
선택된 유착기 형상이 소정의 성능 요구 조건을 만족하지 않으면, 유착기 형상을 변경할 수 있다. 일반적으로, 약 0.00254 내지 0.000245센티미터(0.001 내지 0.0001인치) 직경의 섬유를 가진 약 0.635 내지 1.27센티미터(0.25내지 약 0.5인치) 두께의 섬유 매트를 갖는 유착기가 유용한 작동성질을 제공하는 것으로 알려져 있다.
경사진 유착기 스테이지의 사용은 다수의 장점을 제공한다. 경사진 유착기스테이지는 공기 유동에 보다 큰 효과적인 표면적을 제공하고, 그러므로 유착기 스테이지를 통과하는 공기 속도와 압력 손실을 감소시킨다. 더욱이, 유착기 내에 수집된 물의 배출율을 증가시킨다. 이것은 유착된 물을 하향으로 안내하는 유착기의 면에서 하향으로 공기 유동을 전단하는 결과를 가져온다. 더욱이, 도 6을 참조하면, 제 2 관성 베인 분리기(34)로의 공기 유동 분포가 개선된다. 이상적인 분포는 전체 베인 분리기를 가로질러 공기 속도를 균일하게 하는 것은 아니다. 실제적으로, 제 2 관성 베인 분리기(34)의 하부에서보다 상부 근방에서 다소 고속인 것이 바람직하다. 이와 같은 분포는 도 6에 도시한 바와 같이 경사진 유착기 스테이지에 의해 설정되어 있다. 이와 같은 특정한 공기 유동 분포의 특징은 제 2 관성 베인 분리기에 의해 수집된 해수의 보다 큰 배출 속도가, 공기 유동 속도가 최소인 제 2 관성 베인 분리기의 하부에서 습기 덩어리를 수집할 때 재적층없이 허용되므로, 재적층을 방지한다.
섬유 매트 재료를 지지하는 스크린은 적합하게 섬유 유리, 알루미늄, 스테인레스강 또는 플라스틱과 같은 내부식성 재료로 제작된다. 또한 스크린은 공기 유동을 방해하지 않도록 충분한 개방 공간을 가져야 한다.
도 7은 유착기 스테이지(102)가 분리기(30)에서의 공기 유동과 반대 방향으로 경사진 것을 제외하고는 해수 분리기(30)와 거의 동일한 변경 해수 분리기(100)를 도시한다. 이것은 유착기 스테이지의 경사면이 공기 유동을 유착기 스테이지의 상류면 상의 습기 입자의 하향 이동에 저항을 줄 때 보다 덜 바람직한 형상일 것이다. 그러나, 유동의 표면적을 증가시키는 장점을 제공한다.
도 8은 V형 유착기 스테이지(112)를 갖는 다른 변경의 해수 분리기(110)를 도시한다. 상기 형상도 또한 분리기(30)보다 덜 바람직하지만, 표면적을 증가시키고 분리기의 하부를 향해 습기를 안내하는 경사진 유착기 스테이지의 일부분을 가진다. 다른 형상의, 예를 들어, 멀티 V형, L형 등도 가능하다. 또한, 유착기는 유착기의 수직 측면 중 하나가 다른 수직 측면 중 하나보다 더 크도록 수평 방향으로 약간의 각도로 공기 유동 방향으로부터 휘어져 공기 유동 내에 장착될 수 있다.
본 발명의 단일 실시예가 첨부 도면과 상세한 설명으로부터 설명되어 있지만, 본 발명은 여기에 공개된 실시예에 제한되지 않고, 다양한 재배치와 변경과 부품과 요소의 치환을 본 발명의 범주와 정신으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실행할 수 있을 것이다.

Claims (29)

  1. 공기 유동 방향으로 유동하는 공기로부터 습기를 분리하기 위한 고성능 해수 분리기에 있어서,
    공기 유동 방향에 대해서 경사져 있는 유착기 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유착기 스테이지는 제 1 및 제 2 주름형 스크린으로 형성되며, 이들 사이에 섬유 재료가 삽입되는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 섬유 재료는 0.000254센티미터(0.0001인치) 내지 0.00254센티미터(0.001인치)의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 유착기 스테이지의 상류에 위치한 제 1 관성 베인 분리기와, 유착기 스테이지의 하류에 위치한 제 2 관성 베인 분리기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  5. 제 1 항에 있어서, 10.16센티미터(4인치)의 물보다 작은 유착기를 통과하는압력 강하에 대해 초당 304센티미터(10 표준 피트) 내지 1524센티미터(50 표준 피트) 사이의 유속을 갖는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 베인들은 포켓들을 포함하고, 상기 포켓들은 공기 유동을 방해하지 않도록 베인과 동일 평면에 유지되는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 유착기 스테이지는 공기 유동이 수평일 때 수직에 대해 10°이상 45°이하의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 유착기 스테이지는 제 1 및 제 2 스크린으로 형성되며, 이들 사이에 섬유 재료가 삽입되는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 섬유 재료는 0.000254센티미터(0.0001인치) 내지 0.00254센티미터(0.001인치)의 직경을 갖는 복수의 섬유를 갖는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  10. 제 4 항에 있어서, 각각의 관성 베인 분리기는 제 1 및 제 2 부재를 갖는 베인을 포함하며,
    상기 제 1 부재는 선단 에지로부터 후단 에지까지 공기 유동 방향에 대해 예정된 각도로 연장하고, 내부에 형성된 상류 캐비티와 하류 캐비티를 가지며,
    상기 제 2 부재는 공기 유동 방향에 대해 예정된 제 2 각도로 상기 제 1 부재의 후단 에지로부터 연장하고, 내부에 형성된 상류 캐비티와 하류 캐비티를 가지며,
    상기 제 1 부재의 제 1 측면은 공기 유동 방향과 수직으로 형성된 제 1 및 제 2 종방향 슬롯을 가지며, 상기 슬롯 각각은 상기 캐비티 중 한 캐비티 안으로 개방되고, 상기 제 2 부재의 제 2 측면은 공기 유동 방향과 수직으로 연장하는 제 1 및 제 2 슬롯을 가지고, 상기 각각의 슬롯은 상기 제 2 부재의 캐비티 안으로 개방되는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  11. 공기 유동 방향으로 유동하는 공기로부터 습기를 분리하기 위한 고성능 해수 분리기에 있어서,
    세정 포켓들을 이용하는 베인들을 포함하는 제 1 베인 분리기와,
    공기 유동 방향에 대해 경사져 있는 유착기 스테이지, 및
    세정 포켓들을 갖는 베인들을 포함하는 제 2 관성 베인 분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 유착기 스테이지는 제 1 및 제 2 스크린으로 형성되며, 이들 사이에 섬유 재료가 삽입되는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 섬유 재료는 0.000254센티미터(0.0001인치) 내지 0.00254센티미터(0.001인치)의 섬유 직경을 갖는 복수의 섬유를 갖는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 유착기 스테이지는 수직에 대해 10°내지 45°의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  15. 제 11 항에 있어서, 각각의 관성 베인 분리기는 제 1 및 제 2 부재를 갖는 베인을 포함하며,
    상기 제 1 부재는 선단 에지로부터 후단 에지까지 공기 유동 방향에 대해 예정된 각도로 연장하고, 내부에 형성된 상류 캐비티와 하류 캐비티를 가지며,
    상기 제 2 부재는 공기 유동 방향에 대해 예정된 제 2 각도로 상기 제 1 부재의 후단 에지로부터 연장하고, 내부에 형성된 상류 캐비티와 하류 캐비티를 가지며,
    상기 제 1 부재의 제 1 측면은 공기 유동 방향과 수직으로 형성된 제 1 및 제 2 종방향 슬롯을 가지며, 상기 각각의 슬롯은 상기 캐비티 중 한 캐비티 안으로 개방되고, 상기 제 2 부재의 제 2 측면은 공기 유동 방향과 수직으로 연장하는 제 1 및 제 2 슬롯을 가지며, 상기 각각의 슬롯은 상기 제 2 부재의 캐비티 안으로 개방되는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  16. 제 11 항에 있어서, 10.16센티미터(4인치)의 물보다 작은 유착기를 통과하는 압력 강하에 대해 초당 304(10 표준 피트) 내지 1524센티미터(50 표준 피트) 사이의 유속을 갖는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  17. 해양 선박 위의 공기 유동으로부터 습기를 분리하기 위한 습기 분리 방법에 있어서,
    해양 선박 상에 장착된 고성능 해수 분리기를 통해 공기를 유동시키는 단계를 포함하며,
    상기 고성능 해수 분리기는 세정 포켓을 이용하는 베인을 포함하는 제 1 관성 베인 분리기와, 유착기 스테이지와 세정 포켓을 갖는 베인을 포함하는 제 2 관성 베인 분리기를 포함하며, 상기 유착기 스테이지는 공기 유동 방향으로부터 10°이상 45°이하의 각도로 공기 유동 방향과 수직인 평면에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 습기 분리 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 공기를 유동시키는 단계가 진행되는 동안 고성능 해수 분리기의 유착기 스테이지에서의 공기 유동은 상기 유착기 스테이지를 통과하는 10.16센티미터(4인치)의 물보다 작은 압력 강하를 발생시키는 것을 특징으로 하는 습기 분리 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 유착기 전방면 상의 하향 공기 유동 전단이 유착기의 하부로 습기를 안내하도록, 유착기를 경사지게 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 습기 분리 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 두 개의 주름형 스크린 사이에 압축된 0.0016센티미터(0.00063인치)의 평균 직경을 갖는 폴리에스테르의 비직조 섬유들로 구성된 0.9525센티미터(3/8인치) 내지 0.3175센티미터(1/8인치) 사이의 두께를 갖는 섬유 매트 재료로, 상기 유착기를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 습기 분리 방법.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 관성 베인 분리기의 하부보다 상부 근처에서 보다 높은 속도를 발생하도록 유착기 스테이지를 경사지게 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 습기 분리 방법.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 유착기 스테이지는 섬유 직경이 0.00254센티미터(0.001인치) 내지 0.000254센티미터 (0.0001인치)이고, 두께가 0.635 내지 1.27센티미터(0.25내지 0.5인치)인 섬유 매트로 형성되는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  23. 제 1 항에 있어서, 압력 강하는 유착기에 대한 경사각에 대해, 방정식
    으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  24. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 관성 베인 분리기는 유동을 33% 이하로 단축시키며(contraction of flow), 직경이 10 미크론 정도인 소형 방울을 95% 효율로 분리하기 위해서 적당한 비틀림을 유지하는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  25. 제 4 항에 있어서, 상기 유착기의 경사는 다른 부분에서보다 제 2 관성 베인 분리기의 한 부분 근처에서 보다 높은 공기 유동 속도를 형성하도록 공기 유동 방향을 변경하는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  26. 제 11 항에 있어서, 상기 유착기의 경사는 다른 부분에서보다 제 2 관성 베인 분리기의 한 부분 근처에서 보다 높은 공기 유동 속도를 형성하도록 공기 유동 방향을 변경하는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
  27. 해양 선박 위의 공기 유동으로부터 습기를 분리하기 위한 습기 분리 방법에 있어서,
    해양 선박 상에 수평으로 장착된 고성능 해수 분리기를 통해 공기를 유동시키는 단계를 포함하며,
    상기 고성능 해수 분리기는 세정 포켓들과 유착기 스테이지를 이용하는 베인들을 포함하는 제 1 관성 베인 분리기와, 세정 포켓들을 갖는 베인들을 포함하는 제 2 관성 베인 분리기를 포함하며, 상기 유착기 스테이지는 공기 유동 방향으로부터 45°이상 80°미만의 각도로 공기 유동 방향에 대해 경사져 있고, 상기 제 2 관성 베인 분리기는 수평 유동용으로 설계되고, 상기 유착기를 통과하는 유동은 제 2 관성 베인 분리기의 상부를 향해서 공기 유동 방향을 변경하여, 액체의 재적층(reentrainment)으로부터 공기 유동을 분리하고, 상기 유착기의 공기 유동 하류측에 유착 및 재적층된 액체는 제 2 관성 베인 분리기의 하부 내에 수집되는 것을 특징으로 하는 습기 분리 방법.
  28. 해양 선박 위의 공기 유동으로부터 습기를 분리하기 위한 습기 분리 방법에 있어서,
    해양 선박 상에 수평으로 장착된 고성능 해수 분리기 안으로 공기를 수평으로 유동시키는 단계를 포함하며,
    상기 고성능 해수 분리기는 공기 통로를 위해서 수평으로 설계된 세정 포켓들과 유착기 스테이지를 이용하는 베인들을 포함하는 제 1 관성 베인 분리기와, 수평 공기 유동을 위해 설계된 세정 포켓들을 갖는 베인들을 포함하는 제 2 관성 베인 분리기를 포함하며, 상기 유착기 스테이지는 수평으로부터 45°이상 80°미만의각도로 공기 유동 방향에 대해 경사져 있고, 제 2 관성 베인 분리기의 상부에서 공기 유동을 농축시키기 위해 상기 유착기에 의해 방향이 변경되고, 상기 유착기의 상류면 상에 충돌하는 수평의 공기 유동은 유착기의 상류면에서 공기 유동으로부터 분리된 물의 수직 하향 이동을 증진시키고, 상기 유착기의 상향으로 안내되는 공기 유동 하류는 상기 유착기로부터 제 2 관성 베인 분리기의 하부에 이르도록 대형의 유착 방울의 이동에 영향을 주지 않는 것을 특징으로 하는 습기 분리 방법.
  29. 공기 유동 방향으로 유동하는 공기로부터 습기를 분리하기 위한 고성능 해수 분리기에 있어서,
    공기 유동의 수평 통로를 위해 세정 포켓을 이용하는 베인들을 포함하는 제 1 베인 분리기와,
    수직에 대해 10°이상 45°미만의 각도로 경사진 유착기 스테이지, 및
    수평 공기 유동을 위해 세정 포켓들을 갖는 베인들을 포함하는 제 2 관성 베인 분리기를 구비하며,
    출구 액체 유동 패턴은 상기 제 2 관성 베인 분리기의 상부로부터 제 2 관성 베인 분리기의 하부로 증가하고, 제 2 관성 베인 분리기를 통과하는 공기의 속도는 제 2 관성 베인 분리기의 상부로부터 제 2 관성 베인 분리기의 하부로 감소하는 것을 특징으로 하는 고성능 해수 분리기.
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